计划在房车、拖车、露营车、船只或离网小屋上安装太阳能电池板的diy者在按下开关之前有许多重要的问题需要回答。并联或串联布线是其中最紧迫的一种。
如果您没有正确地使用它，您的系统可能执行得很差——或者根本不执行。在最坏的情况下，你可能会引起火灾。
为了避免这些负面结果并享受最大的太阳能输出，你值得花时间弄清楚如何连接你的太阳能模块。
无论您的太阳能电池板是串联，并联，还是串并联组合，一个功能齐全，高性能，安全的太阳能电池阵列永远是您的目标。
在本文中，您将学习与太阳能相关的串联和并联电路的基本知识。必威国际手机版本讨论将包括关于您的太阳能装置的其他必要组件的重要信息，包括太阳能充电控制器和太阳能存储电池组。
有了这些知识，您将能够确定哪种布线设计——串联和并联——在您的独特情况下可能比其他更好，以满足您的特定需求。
有时,结合在您的系统中所有太阳能模块之间的串联和并行布线将使太阳能输出最大化。在这种情况下，连接更复杂，但可行的经验和高度积极的太阳能diy。
在你的太阳能装置中决定串联还是并联时，有很多因素在起作用，我们将在这里考虑主要的因素。
除了所有这些关键信息外，您还会发现有关适当连接器、电线和保险丝的方便部分，以确保您的安全性能DIY太阳能数组中。作为额外的奖励，您将发现各种连接计划的示例计算。
太阳能电池板系统中的电流、电压和功率
不管你的太阳能电池板是串联的还是并联的，在你开始之前，有三个关于电的基本概念需要了解。它们是电流、电压和功率。
我们将在本文中频繁使用这三种方法，所以DIY太阳能的新手应该阅读这一节。但如果您已经对太阳能有经验，请跳过本文的这部分。(我们保证不会针对你!)
你知道太阳能组件内的太阳能电池产生来自太阳的直流电。这到底是怎么发生的?
首先，某些光线将足够的能量传递给太阳能电池板中的光伏电池中的一些电子，从而导致电子随机移动。电子是带负电荷的微小粒子。
由于太阳能电池中某些光伏材料的存在和排列，a分离当暴露在阳光下时，将电荷分成正极和负极的结果。换句话说，太阳光在太阳能电池内部产生电场。
由于这种电差(也称为潜在的差异)时，所有受电的电子都朝同一个方向向正极移动。
这个电位差的另一种说法是电压．
当电子按一个方向有秩序地移动时，从一个电子传递到另一个电子的电能就形成了当前的(流)电能。
总而言之:当电流在一个电位差之间移动时，一个内部每个太阳能电池板的每个太阳能电池内部都存在电路(回路)。
当你把一个电器——比如烤面包机或咖啡机——通过从面板到电器的正负线加入电路中时，你就形成了一个外部电路。
基本上，你的太阳能电池板将太阳的辐射能转化为直流电能量(电的一种形式)。当通过电线传输时，这些电可以在你的家、小屋、RV、船、拖车或露营车中执行有用的工作。它可以做的例子包括照明、开电视或播放收音机。
电流
电流指的是流精力充沛的电子。它的测量单位是安培(A)可以被称为安培数．
电流通常用大写或小写字母i表示。
流量越大，安培越高。
想象电流的一个好方法是想象水从花园的软管中流出或从瀑布般的河流中流下。流动的水类似于在诸如铜线这样的导电材料中，电能从一个电子快速传输到下一个电子。
电电压
带相反电荷的两极(正极和负极)之间的电位差也称为电位差电压．差值越大，电压越高。电压的单位是伏特(V)。
了解电压的一个好方法是了解花园软管的水压。这是推动水流动的力量或“推力”。
如果两点之间没有这种差异，水流就会减速或静止。
为了将这与你的太阳能装置联系起来，你的电池板的电压必须明显大于你的电池组的电压，以便快速充电，甚至完全充电。
电力
当太阳能电池板暴露在阳光下时，电压和电流都会产生。这意味着太阳能板可以提供能源，使电器运转。换句话说，太阳能电池板产生电能。
电力的定义是电压乘以电流:
P = V x I
功率是以瓦为单位的，记作W。
所有这三个概念——电流、电压和功率——是下面太阳能电池板接线中串联与并联电路部分的核心。
太阳能电池板并联与串联:有什么区别?
主要的实用布线之间的区别相同的串联或并联的太阳能电池板是每种情况下输出电流和电压的变化:
- 串联→整个系统的输出总电流等于一个面板的输出电流。系统的输出电压是所有面板的相加。
- 并联→整个系统输出总电流为各面板输出电流的相加。系统的总输出电压等于一个面板的输出电压。
为了保持简单，特别是如果你是DIY太阳能的新手，我们建议你在你的系统中使用相同的太阳能电池板。
这样，你就不必处理需要多个充电控制器和可能不同的熔断器和电线表的显著变化的电压和电流。额外的组件只会增加你的开支，占用更多的空间。
此外，错误的放置，混淆硬件评级，或不正确的匹配可能损坏你的面板，你的电池，充电控制器，或导致火灾。
这对于空间已经很紧张的RV、拖车或露营车的情况尤其重要。
此外，串联不同输出电流的接线板意味着系统电流将等于性能最差的一个。因此，产生的总功率将降低(因为P = VI)。
同样地，将不同输出电压的模块并联起来将导致一个系统电压等于电压最低的面板的电压。因此，系统的总输出功率将小于最大输出功率。
还必须注意的是，在实际情况下，面板规格表中输出电压和电流的规定值是在理想条件下获得的只有．它们极有可能比你从太阳能电池阵列中实际得到的能量要高。
根据日照时间、遮阳、气温、面板的角度和方向以及其他一系列因素，太阳能电池板效率必威竞猜经常会有所不同。无论你的面板是串联还是并联，这都是正确的。
因此，作为一个好的经验法则，假设您的面板将只达到其规定输出电压和电流的70-80%。因此，在确定在一定时间内需要多少总电力或希望存储时，一定要将这一计算计算在内。
为了避免其他潜在的电力损失，确保你的面板没有部分遮光，所有的面板都正常工作。
当然，当你在你的车辆或结构上积极安装任何太阳能电池板配置时，确保电池板被覆盖，以避免电击或更糟的情况。哎哟!
什么是平行太阳能电池板布线?
当太阳能电池板并联时，每块电池板或多或少都独立于其他电池板工作。电流流经多条路径，而在串联连接中，电流只流经一条路径。
这也意味着发生在一个面板上的事情(比如阴影或风暴损坏)会造成影响不影响其他面板的性能。这与串联连接不同，在串联连接中，无论单个面板发生什么，都会影响阵列的总发电量。
要并联连接太阳能电池板，你需要将所有电池板的所有正极汇集在一组，将它们结合在一起，使用分支连接器形成一个正极(参见下面关于连接器的更多信息)。
同样，您可以对所有面板的负极做同样的操作，从所有面板收集它们，使其仅在一个负极端终止，同样使用分支连接器。
然后，一旦你从所有的面板中形成一个正极和一个负极组，你就把它们连接到你系统中的电荷控制器上。
在大多数情况下，你需要很长的电缆从你的车顶或建筑物的正负极引线延伸，并通过充电控制器，再次连接到电池组。(有关接线的更多信息，请参见下面。)
平行太阳能电池板连接的样本计算:伏特和安培
为了简单起见，我们尽可能使用整数。
如果你有两个额定100W的光伏板，你希望并联，你把输出电流加在一起，然后乘以开路电压(Voc)，以确定估计的输出功率。
假设Voc20V，输出电流5A。
P= (5A + 5A) x 20V = 200W
什么是串联太阳能电池板接线?
当太阳能电池板串联在一起时，电流只有一条路径流动。
你可以通过连接一个面板的正极和另一个面板的负极来实现这一点，形成所谓的雏菊链或串。你可以用这种方式连接任意数量的面板，尽管2-8个面板是常见的小面板太阳能DIY项目。
从本质上说，你正在制作一个大型太阳能电池板，其综合电压相当于雏菊链中所有电池板的电压之和。流过它们的电流等于一个面板的输出电流。
这种安排在面板的一端留下未连接的正极，在面板串的另一端留下未连接的负极。这两根未连接的导线通过单接触MC4连接器和太阳能扩展电缆进入你的充电控制器(参见下面关于连接器和布线的更多信息)。
串联太阳能电池板连接的样本计算:伏特和安培
为了使计算简单，我们将尽可能多地使用整数。
如果你有两个100W的光伏模块，使用开路电压(Voc)和输出电流，以计算太阳能装置的功率。假设这些值分别为20V和5A。
所以，把两个面板的电压(20V)加在一起。然后将它们的和乘以电流(5A)，得到阵列的估计功率。
P = (20V + 20V) x 5A = 200W
什么是串并联太阳能电池板接线?
在串并联布线中，两个或多个相同的太阳能电池板与两个或多个相同的模块串联在一起，形成单独的菊花链串联结构。对于小型项目，最多16个面板，2组、4组、6组或8组是可行的。
这完全取决于面板的物理尺寸与您分配给它们的空间的关系。
但是，也建议确保每个系列循环包含相同的内容数量如果你想让它们平行排列的话。这是为了防止电力损失。
例如，每个系列组都有2、4、6或8个相同的面板。这时,一个单独的2、4、6或8个相同面板的系列每一个是放在平行安排与所有其他组，也是串联的而且包含相同数量的相同面板。
为了以并行方式连接多个系列面板，从每个系列配置的未连接的正引线通过分支连接器组合成一组。以同样的方式，每个串联回路中所有未连接的负极引线被连接到另一个分支连接器中。
最后，从所有面板并联的组合正极作为一个单元进入电荷控制器的正极入口端口。同样地，来自所有平行面板的未连接的负线组连接到一个负极，该负极连接到电荷控制器的负极入口端口。
当然，从一个连接点到另一个连接点还涉及到扩展电缆。
串并联太阳能电池板连接的样本计算:伏特和安培
在串并联连接中，将两个或多个面板串并联，每个面板串都是串联的。
为了简单起见，我们将使用整数。
按照本文中前两个示例计算的模式，我们将使用额定功率为100W的面板，每个面板带有Voc等于20V，输出电流5A。
下面是两个串联字符串并行使用四个模块的例子:
对于每个系列字符串:
P = (20V + 20V + 20V + 20V) x 5A = 400W
接下来，我们将两个串联串串并联，得到这个串并联光伏系统的总估计输出功率:
P = (5A + 5A) x 80V = 800W
注意:只有当你的充电控制器的额定电压约为200V时，才可能将所有八个面板串联起来，这是不典型的。(在现实中,Voc比我们在本例中使用的100W面板的电压高，这意味着串联连接的总输出电压将超过Vocx 8 = 20V x 8 = 160V)类似地，设计一个阵列与这八个面板并行将创造一个相当高的安培(5A x 8 = 40A)。你需要一个充电控制器，可以轻松处理略多于这一点。
什么时候串并联太阳能电池板布线是一个好主意?
有时你可能会有不同输出电压和电流的太阳能电池板。可能您在不同的时间购买了它们，但想在您的露营车、房车、拖车、船或离网小屋上一起使用它们。
有时，以串并联的方式连接它们将让你两全其美——充分利用你所有的资源，获得充足的太阳能。
如果采用这种方法，则必须确保串并联配置的最终最大功率、电压和电流输出满足要求不超过你的充电控制器各自的最大输入值。
当然，你的电线仪表和熔断器必须足够处理最大负载，也要适合你有任何电流。
您可能还希望包括第二个充电控制器，以管理差异很大的电压和电流(如果您在您的混合n-match太阳能阵列)和第二个电池组。
太阳能电池板串联和并联接线用连接器
在太阳能电池板布线中有几种不同的连接器。下面是主要类型的简要概述。
MC4连接器
太阳能电池板最常见的连接器类型是单接触MC4连接器。MC是这个太阳能硬件的原始制造商名称的缩写。数量4指入口入口的尺寸(4毫米)。
您今天购买的大多数光伏模块都配有MC4连接器，已经连接到面板背面的负极和正极引线上。
正极通常连接在通常被称为女性结束MC4。反面的引线配有反面的引线男性MC4结束．(这里不允许开粗俗的玩笑!)
然而，你需要延长这些短导线，使他们将连接到充电控制器可能超过10英尺，从面板。
要做到这一点，你需要褶通过使用压接工具将互补的公母MC4连接到面板引线上相对的MC4部件上。然后你可以连接一根精确长度的电线来完成你的太阳能阵列。
结果:一个定制的太阳能阵列，完全适合您的车辆或结构!
分支连接器
分支连接器通常用于PV模块之间的并行连接，是另一种类型的MC4连接器。它们允许你将多个正极或负极组合到一端，最终插入电荷控制器。
Y连接器
形状像字母Y，这些并行分支连接器成对出售。Y型连接器只适用于两个面板。它们的额定电压和电流。
T连接器
以字母T的形式，这些平行连接器允许您将三根正极或负极引线连接成一根。与Y型连接器类似，它们是成对出售的，并根据电流和电压进行额定。
串联或并联太阳能电池板的电线
在太阳能电池阵列中，电流从光伏组件流过充电控制器，通过电线进入电池组。
如果你想确保平稳和快速的电力传输和最小的损失，铜线比铝线更可取。它也更贵。
资料来源:维基百科/EagleRJO
导电金属被包裹在非导电塑料护套中，以保证导电的安全性和效率。必威竞猜
的量流过你们太阳系的电流的长度和距离的长短决定了电线的厚度和长度。确定正确的尺寸对于避免电力损失和防止火灾至关重要。
美国线规(AWG)刻度可以让你选择最适合你的太阳能电池阵列的线尺寸。量规数越低，它所能容忍的安培数就越多。
一般情况下，功率超过50W的光伏模块需要10awg的电缆。
对于非常大的并联配置，您可能需要使用较粗的合成器电线处理安培和防止巨大的功率损失。
一般来说，控制器和电池组之间的电线可以与那些从面板到控制器的电线相同。
然而，在控制器在进入电池组之前执行巨大电压降的系统中，您将需要更粗的电线来处理增加的安培。
这是一个缩写AWG表最大允许安培。
| 美国线规数字 | 最大电流(A) |
|---|---|
| 14 | 5.9 |
| 12 | 9.3 |
| 10 | 15 |
| 8 | 24 |
| 6 | 37 |
| 4 | 60 |
在所有情况下，为了安全、防止电力损失和成本考虑，你都希望使整个太阳能系统中的所有电缆尽可能短。
- 简单串联接线，电缆将通过车辆入口压盖到您的充电控制器。
- 用于两个以上面板或串并联结构的并联布线，您将需要一个组合箱(在分支连接器的地方)位于PV面板和充电控制器之间。
串联或并联的太阳能电池板熔断器
在你的太阳能系统中放置熔断器是至关重要的，以防止电线过热，导致火灾或损坏你的光伏模块，充电控制器，或电池组。
最起码在美国，离网太阳能系统中至少放两个保险丝是个好主意:
- 在面板和控制器之间
- 在控制器和电池组之间
注意:一些简单的，低功率系列阵列不完全需要熔断器电气规范对于PV系统，但包含一个并没有错。刚才添加的安全。
引信通常放置在积极的在你的太阳系里。
要计算串联、并联或串并联太阳能电池阵列的保险丝尺寸，需要在进入控制器之前确定整个系统的安培值。
一般来说，要把这个值增加25%，以确保你的保险丝可以承受。
例如，如果你的阵列安培是10A，你的保险丝尺寸应该是10 x 1.25 = 12.5A。
为了选择正确的保险丝放置在充电控制器和电池组之间，看看控制器的评级，并按照它去做。
如果你需要一个熔断器，可以处理的价值落在两个熔断器尺寸之间的市场上，购买一个较大的。
用于串联与并联太阳能电池板连接的太阳能充电控制器:PWM与MPPT
这是至关重要的太阳能充电控制器在光伏组件和电池组之间进行串联和并联连接。控制器可以防止电池过度充电，从而缩短电池的使用寿命。
此外，今天的电池不能接受太阳能电池板所能产生的高电压。一些控制器将电压降至电池可接受的水平。
目前，太阳能电池阵列主要有两种类型的电荷控制器:PWM或MPPT。
MPPT控制器比PWM控制器效率高得多，可以执行高级功能，因此它们的成本明显更高。
资料来源:Flickr (Stephan Ridgway) / Wikimedia (Kabus）
每种型号都有自己的安培和额定电压。
为了避免损坏你的控制器，你必须确保你的太阳能电池阵列，无论电线安排如何，从来没有超过这些评级。
一定要使用开路电压(Voc）而不是根据标称电压选择合适的充电控制器。
事实上，留下来是个好主意下控制器的电压和安培额定值降低约25%。
充电控制器上的规格还将列出与之兼容的电线厚度和电池类型。如果你已经有了这个设备，它是合算的货比三家的控制器将与你已经有很好的集成。
同样，如果您已经拥有一个PWM控制器，并且不希望升级到更昂贵的MPPT，您的面板的并行连接可能是值得考虑的一种方法，以满足您的控制器的能源需求。较低的电压更典型的并联布线通常是良好的PWM控制器。(但注意安培等级!)
但是请注意，PWM控制器通常会对无线电和电视信号产生大量的噪声干扰。这会毁了你的假期。幸运的是，到处走走是可能的那．
另一方面，对于通过串联连接产生的更高电压，您肯定需要一个MPPT控制器。
虽然太阳能充电控制器是很棒的小发明，在为你储存能量方面做了惊人的事情，但今天的设备不能提高输入电压使其通过并给一个更高电压的电池组充电。
串联与并联太阳能电池板接线的电池组尺寸考虑
通常有12V、24V或48V电池银行对于小型离网太阳能项目，无论它们是串联、并联或串并联组合。
对于所有类型的太阳能电池板接线，请记住，您将需要更高的电压高于电池组的总电压额定值，以便在合理的时间内充电并保持满电。
这是一个近似表充电各种电池组尺寸的电压。注意，根据电池类型的不同，数值可能略有不同。
| 额定电压(V) | 充电电压(V) |
|---|---|
| 12 | 14.4 |
| 24 | 29.4 |
| 48 | 58.8 |
除此之外，充电控制器本身需要5V开始充电，然后再需要1V继续充电。
提示:当您计划串联或并联太阳能电池板配置时，请确保您考虑到控制器+电池组需要的“额外”电压，以执行峰值水平。
太阳能电池板是串联还是并联更好?
一般来说，对于大多数小型太阳能项目，串联连接是可取的。通常，这包括RV，船，拖车和露营车旅行。
对于太阳能电池板来说，串联连接比并联连接更好的主要原因包括:
- 串联太阳能组件更容易安装。
- 串联连接需要的硬件较少。
- 串联布线比较便宜。
有一个第四为什么在太阳能电池板中串联布线优于并联的原因。对于那些想要在更长时间内最大化功率输出的人来说，这可能很重要。
串联连接允许您得到更高的与平行布线相比的电压。有可能得到至少20V-30V的差异所有的时间，(当然，晚上除外)，你面板上的电压和电池充电所需的电压之间。(有关这方面的更多信息，请参见前面的部分。)
换句话说，通过串联连接，你可以在清晨和傍晚有日光但没有阳光直射的情况下给你的电池组充电。这种情况在并行配置中不太可能发生。
当然，在您的特定情况下，并行设置可能更好。这是真的，特别是如果你不能逃脱部分阴影或容易受到风暴损害。这两种情况对串联连接的发电量影响很大，但对并联连接的发电量影响不大。
使用太阳能的RV、船、拖车或露营车旅行者在选择串联连接方面比离网生活的人更少的问题。离开阴凉处，远离暴风雨地区是太阳能小屋居住者无法获得的可能解决方案。
在所有情况下，做一些基本的计算，找出哪种太阳能线路方案更适合你是必要的。
最重要的是，你要保持你的系统电压足够高，这样你的充电控制器才能正常工作，允许你的电池组充电。
同时，你需要一个设计，将允许你使用更薄(更便宜)的电线，这意味着安培不能很高。
为了防止电压下降，把所有的东西都靠在一起也是一个重要的考虑因素。如果不考虑电流从面板到电池的距离所造成的功率损耗，充电速度会很慢，甚至根本不充电。
太阳能电池板串联与并联连接的关键要点
太阳能电池板的diy者需要找出将太阳能电池板连接在一起的最佳方式，以最大化他们的太阳能输出。实现这一点的两种主要方法是串联或并行连接。
对于大多数小的太阳能项目，处理相当小的能源需求，每天几百瓦，串联连接是更好的。与面板平行排列的系统相比，模块串联排列的阵列需要更少的部件，使用更薄(更便宜)的电线。
然而，如果你是一个离网的大舱室，每天需要数千瓦的太阳能发电，或者如果你有一个巨大的电池组，你想保持满电，并行连接可能是更好的方法。
取决于您的技术水平，串并联设置可能是最好的选择。如果你想在白天(甚至在清晨和傍晚)保持较高的电压以持续为电池组充电，这一点尤其正确，但要保持足够低的电流以允许你使用更便宜的电线。
一般的经验法则是，你应该将你的太阳能电池阵列配置为约20V-30V更高的一天中的大部分时间都超过了给电池充电所需的最低电压。
同时，你要保持流经你的系统的电流足够低，以便你可以使用10个美国线规如果成本对你来说是一个很大的因素，(或更细的)电线。
提前做一点规划，将你的太阳能阵列串联、并联或串并联放置，就能在现实条件下为你提供允许的最大功率输出。
